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1、元器件 STRESS 测试方法所谓元器件 STRESS 是指检查待测组件在特定的工作条件下各参数与其规格比较,还有多 少余量(Derating), 元器件 STRESS 包括四部份: 温度 STRESS,电压 STRESS,电流 STRESS,功 率 STRESS,下面分别进行讨论. 一. 温度 STRESS 1. 定义:温度 STRESS=%100最大額定結溫度工作結溫度结温度(junction temperature, Tj)是半导体内部接合面处的温度,但是我们所量测到 的温度都是零件表面(CASE)的温度(Tc), 传统的做法是通过零件规格中给出的热阻 进行 近似的计算得出结温度 Tj:
2、或 或djaajPTTdjccjPTTPdTTjLLjTj: 计算所得到的结温度. Ta: 零件周围的环境温度(零件周围的具体位置在零件规格中有规定 ) Tc: 所测量到的零件表面的温度.零件引脚的温度:LT环境到结点的热阻.:ja零件表面到结点的热阻:jc实际损耗功率:dP的计算方法: A. 二极管: (可从规格中查到, I 是实际测量值)dPIVPFdFV注意: 整流桥之 IVPFd 2B. MOSFET: 附录 A2. 需检查之零件 (1)电阻: 大于等于 2W 的高压功率电阻,热敏电阻 (2)晶体管: 除 SMD 以外之所有晶体管 (3)二极管: 塑封二极管以及额定电流大于等于 1A
3、的其它二极管 (4)半导体闸流管: 所有半导体闸流管 (5)电容: 所有电解电容 (6)IC: 所有 IC (7)电感: 所有电感 3. 测试条件: (1)输入电压: 高压/低压 (2)负载条件: 全重载(包括+5VH,+12VH,+3.3VH)和 standby mode ( standby max load) (3)环境温度: 25/50 4. 点温注意事项: (1)遵循原则: 背风面, 靠近热源, 紧贴所点位置. (2)制作点温线接合点端不能有绞线现象, 且长度最好控制在 5mm 以内. (3)各种零件所点位置: A. IC: 点在本体或引脚上(若点在引脚上需进行绝缘)B. 变压器: 取
4、掉胶布, 点在最外层线圈上 C. 直接点在线圈上, 若能接触到铁芯, 最好与铁芯及线圈同时接触. D. 电容: 直接点在电容顶部或本体中点(点在中点时需将电容外皮去掉) E. 电阻: 电阻靠近 PWB 且没有打 KINK 时,点在靠近 PWB 处之本体上,有打 KINK 就直 接点在本体中点上.具体如图所示:5. Derating 零件类型Derating Factor零件类型Derating Factor绕线电阻,功率电阻,VRPWB-10晶闸管, SCR, TRIACS90%热敏电阻最高温度-30(若量 测温度大于 PWB 最高 温度时,需考虑 PWB 之 温度)电解电容90%贴片电阻90
5、%IC90%二极管90%电感,铁芯90%晶体管90%MOSFET90%二. 电压 STRESS 1. 定义:电压 STRESS=%100最大額定電壓量測電壓2. 需检查之零件 (1)电阻: 大于等于 2W 的高压功率电阻,热敏电阻 (2)晶体管: 除 SMD 以外之所有晶体管 (3)半导体闸流管: 所有半导体闸流管 (4)二极管: 塑封二极管以及额定电流大于等于 1A 的其它二极管 (5)电容: 所有电解电容 (6)MOSFET: 所有 . 测试条件: (1)输入电压: 高压 (2)输出负载: 重载/轻载 (3)环境温度: 25 (4)工作状态:稳定状态和瞬间状态瞬间状态包括以下几点:A:重复
6、开关机(AC ON/OFF) B:某组输出短路后.,再重复开关机(应对每一组输出都分别短路,然后找出最差 的状况) C:开机后,重复短路某一组输出(应对每一组输出都分别短路,然后找出最差的状 况).数据测量方式:componentAC on/offO/P short then on/offAC on the O/P shortNormal operationO/P short VrmsSemiconductorMAXMAXMAXMAX*CAPNANAMAXMAXNAResistorNANANARMSRMS总的来说,测量电压时除了电阻是测量其电压之 RMS 值以外,其它都是测量其电压之 MAX
7、值.在测试过程中应将 MIN 值同时显示出来,在 MAX 与 MIN 值中取绝对值最大的一个.注意: 在量测瞬间状态波形时,必须将触发电平调到可触发范围内的最高点.否则,结 果会相差很大.如附录 C 所示.5.各零件之电压量测点(1)MOSFET: 漏极-源极 (2)三极管: 集电极-发射极 (3)二极管: 反向电压或(A to K 正向电压)注意: 测量电压时.,示波器探棒黑色夹子必须夹地.不能夹在低电位但不是地的位置,那样可能 会引起无输出或者大电流烧坏示波器探棒.若待测点都不是地,那必须用两信道相减.6.DeratingDerating Factor零件类别稳定状态 瞬间状态电阻90%9
8、0%二极管(schottky 除外)90%95%Schottky Diode90%100%晶体管90%95%MOSFET90%100%晶闸管,SCR,TRIACS (关断状态)90%90%电容 (bulk 电容,钽电容除外)90%90%bulk 电容,X 电容100%钽电容80%IC90%95%7. Avalanche当 MOSFET 之电压超过规格值时,要对测量结果进一步计算,当其 Avalanche Energy 未DSV超过规格值时,那么该电压视为可接受电压. 具体计算如.附录 B三. 电流 STRESS 1. 定义:电流 STRESS=%100最大額定電流實際量測電流2. 需检查之零件
9、 (1)晶体管: 除 SMD 以外之所有晶体管 (2)半导体闸流管: 所有半导体闸流管 (3)二极管: 塑封二极管以及额定电流大于等于 1A 的其它二极管 (4)电容: 所有电解电容 (5)MOSFET: 所有. 测试条件: (1)输入电压: 低压 (2)输出负载: 重载(+5VH,+12VH,或+3.3VH),待测零件属于哪一组输出电压的零件, 对应该组输出电压带最大负载,若待测零件并不属于某一组输出电压的零件(如 Q1 等),则用+3.3VH. (3)环境温度: 254. 数据测量方式:除了二极管是测量其电流平均值(Mean)以外,其余都是测量其电流之有效值(RMS) .5. 各零件之电流
10、测点 (1) MOSFET: 量测其 I D或 I S (2) 三极体: 量测其 I C 或 I E (3) 二极管 量测其正向电流 I F (4) 电容; 量测其任意一端的电流6. Derating CompnentDerating Faetor 二极管90% 晶体管80% MOSFET80%晶闸管,SCR,TRIACS 80%(导通状态) 电容100% IC90%7. 注意事项:可接受 ripple current = 规格所查 ripple current 频率系数 温度系数四. 功率 STRESS 1. 定义功率 STRESS=, 实际功率=%100額定功率實際功率RU22. 需检查之
11、零件 所有电阻 3. 测试条件: (1)输入电压: 常压 (2)重载 (3)环境温度: 25 (4)工作状态: 稳定状态 4. 电压量测其 RMS 值. 5. Derating: 80%五. 问题讨论1.量测 RMS 值会随示波器扫描时间改变而改变? 如附录 D 所示尽管同一扫描时间,也 会随触发位置改变而改变, 如附录 E 所示是否可以用 Gate on 测量一个周期的 RMS 值? 2.测量初级侧的零件时,示波器探棒夹子夹在初级侧的地,相当于将 FG 线与初级侧的 地接在一起,这样会有问题吗? 3.波形数据采用采集方式: Sample , Peak Detect, Hi-Res? 4.普通二极管的温度 Derating 需查 j c , 但规格中只有 j l 或 j a, 应怎么解 决? 又要重新点引脚的温度吗?附录 A MOSFET 功率损耗计算方法 Graph#1BACK附录 B Avalanche Energy 计算方法:BACK附录 C 触发电平对测试结果的影响:Note: 触发电平 1.59V 为最高触发电平(1.61V 已不能触发)BACK附录 D TIME SCALE 对测试结果的影响DPS-250GB-3A C1 ripple current 波形BACK附录 E 触发位置对测试结果的影响DPS-250GB-3A D953 电流波形BACK
